Harnstofftankstelle; Euro 4 + 5 bei Bahnfahrzeugen

[Alanenfürst]

Hallo,

die für diese Region zuständige DB Energie Niederlassung betreibt z.Z. neben einigen Bustankstellen auch eine Tankstelle für Harnstoff in Kornwestheim.
Der Harnstoff ist bei Dieselfahrzeugen zum erreichen der Schadstoffklassen Euro 4 je nach Hersteller, und Euro 5 eigentlich bei allen, erforderlich.

Ein kurzer Auslfug zur Wirkungsweise des Kats.

Aus Stickstoff (N2) (78%) und Sauerstoff (O2) (21%) besteht unsere Atmosphäre. Diese beiden Gase reagieren also unter diesen Bedingungen nicht miteiander. Bei der Verbrennung in Motoren entstehen bei Druck (Kompression) und Temperaturen über 700°C aus diesen beiden Gasen Stickoxid (NOx). Das Problem ist je heißer die Verbrennung, desto weniger Ruß produziert ein Dieselmotor, aber umso mehr NOx. Um also die Abgaswerte die in den Normen gefordert sind zu erfüllen, muß man sich etwas einfallen lassen. Eine Möglichkeit ist es, die Verbrennungstemperaturen zu senken, und den Ruß hinterher mit einem Rußfilter herauszunehmen. Probleme kann es mit der Reinigung der Filter, wie auch mit der Filterwirkung geben. Das andere Verfahren das sog. SCR Verfahren(Selcetive Catalytic Reduktion) macht es umgekehrt. Man Verbrennt ziemlich heiß, so das der Ruß verbrennt, und wandelt in dem sog. "Pipi - Kat" das NOx wieder um. In der Großtechnik setzt man dazu Amoniak (NH3) ein. Da dieses Zeug nicht sehr angenehm riecht, und oberhalb von 10%iger Lösung als Gefahrstoff gilt, ist es in mobilen Fahrzeugen schlecht einzusetzen. Man nimmt hier also dafür Harnstoff, der kein Gefahstoff ist umd einen Schmelzpunkt (mp 132,7 °C) hat. Dieser Harnsoff wird als 32%ige wässrige Lösung in einem separaten Tank mitgeführt, und in den NOx reichen Abgastrom des Dieselmotor eingespritz, bei den dort herschenden Temperautren zersetzt sich der Harnstoff in Amonaik (NH3) und Kohlendioxid (CO2) und das NH3 reagiert dann in dem folgenden Katalysator zu reinem Stickstoff (N2) und Wasser (H2O)

Harnstoff H2N-(CO)-NH2 + H2O -----> 2 NH3 + CO2

NH3 + NOx --Kat-----> N2 + x H2O

Man verzeihe mir die nicht ganz korrket chemische Schreibweise.

Diese LCR - Technik setzt Mercedes bei LKW schon seit 2004 mit Erfolg ein, andere Hersteller habenn bei Euro 4 noch andere Verfahren in der Anwendung, aber bei Euro 5 führt scheinbar kein weg am "Pipi - Kat" vorbei.

Der erste Fuhrunternehmer in England, hat sich den Harnstoff noch von eine Schaffarm geholt, den Urin aufgearbeitet und dann in seinen LKW eingesetzt. Menschlicher bzw. tierischer Urin enthält so zwischen 3 - 4 % Harnstoff.
Der Harnstoffverbrauch soll zwiscen 5 - 8 % des Dieselverbauchs betragen, der eigentliche Dieselverbrauch soll durch die bessere Verbreunng um den gleichen Prozentsatz sinken.

Chemisch ist das Verfahren sehr einfach, und auch schon lange in der Kraftwerkstechnik im Einsatz, aber wie wir alle wissen, machen die einfachen Lösungen oft große Schwierigkeiten in der praktischen Umsetzung.

So nun eine Frage von mir nach soviel Theorie, gibt es in der Region schon Lok oder Triebwagen die Harnstoff tanken müssen ?
Ich glaube die neue Class 66, die RS1 für die Hunsrückbahn, die Maxima, höchstwahrscheinlich alle neuen Dieselfahrezeuge die in Zukunft angeschafft werden.

Ich hoffe ich habe euch als Chemiker und Winzer (passt ja irgendwie zusammen) nicht mit allzuviel Theorie gelangweilt, aber mich hat ein DB Mitarbeiter neulich mal darauf angesprochen, ob ich wüßte wie das funktioniert, und da habe ich mich mal etwas schlau gemacht.

Also auf die Umwelt und die Zukunft

Matthias

[eta176]

Hallo Matthias,
Danke für die Erläuterungen zum Verfahren und den chemischen Zusammenhängen!
Zur Frage kann ich leider noch nichts beitragen. aber man hält jetzt eher die Augen danach auf
Gruß Hans-Peter